نیکل
در نشریات گروه مواد و متالورژی-
در این تحقیق اثر افزودن یون های نیکل و منگنز در فرآیند فسفاته کاری با غلظت کم روی بر سطح فولاد 4Cr41 مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا محلول فسفاته کاری پایه بر اساس تجربیات قبلی شامل اسید فسفریک، اسید نیتریک، شتاب دهنده ها و مواد اصلاح کننده برای ایجاد ساختار بهینه پوشش تهیه شد. غلظت ترکیبات و پارامترهای عملیاتی دما، زمان و pH محلول، در طول فرایند ثابت شد. مقادیر کاتیون های روی- نیکل- منگنز توسط اکسید روی 0/5-1-1/5-2- g/lit 2/5؛ نیترات نیکل 1-2-3-4- g/lit 6 و کربنات منگنز 0/8-1/6-3/2-4- g/lit 4/8 به حمام افزوده شد. بررسی تغییرات وزن و چگالی ظاهری واحد سطح پوشش نشان داد که مقدار بهینه ترکیب حمام شامل 5/1 اکسید روی، 4 نیترات نیکل و 3/8 g/lit کربنات منگنز است. با افزایش غلظت یون های نیکل و منگنز موجود در حمام، وزن پوشش کاهش می یابد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دادند که ساختار پوشش سه کاتیونی بهینه شده روی- نیکل- منگنز اغلب به صورت مکعبی و ورقه ای است. بررسی های EDX نیز نشان داد که با افزایش غلظت نیکل و منگنز در حمام، درصد وزنی این عناصر در پوشش فسفاته افزایش می یابد. الگوی پراش اشعه X نشان داد که فازهای حاوی ترکیبات فسفاته جهت پوشش بر روی زیر لایه به طور موفق آمیزی تشکیل شده است. نتایج بررسی های زبری، آزمایش پاشش نمک و چسبندگی رنگ نشان می دهد که پوشش فسفاته سه کاتیونی با بلور های ریز، یکنواختی بالا، تخلخل کم و در حضور عناصر نیکل و منگنز، باعث بهبود چسبندگی رنگ و جلوگیری از هیدراسیون مجدد پوشش شده است. لذا جدا شدن رنگ در محل خراش اتفاق نمی افتد و پوشش رنگ فاقد تاول و زنگ زدگی است.
کلید واژگان: پوشش فسفاته، سه کاتیونی، روی، نیکل، منگنز، مقاومت خوردگی، چسبندگی رنگIn this research, the effect of adding nickel and manganese ions in the low- zinc phosphating process on the surface of 41Cr4 steel was investigated. At first, the basic phosphating solution was prepared based on previous experiences, including phosphoric acid, nitric acid, accelerators and modifiers to create an optimal coating structure. The concentration of compounds and operational parameters of temperature, time and solution pH were fixed during the process. The amounts of zinc-nickel-manganese cations by zinc oxide 0-1-1.5-2-2.5 g/lit; Nickel nitrate 1-2-3-4- 6 g/lit and manganese carbonate 0.8-1.6-3.2-4- 4.8 g/lit were added to the bath. Examining the changes in weight and apparent density of the surface unit of the coating showed that the optimal amount of bath composition includes 1.5 zinc oxide, 4 nickel nitrate and 3.8 g/lit manganese carbonate. By increasing the concentration of nickel and manganese ions in the bath, the weight of the coating decreases. The scanning electron microscope images showed that the structure of the optimized Zn-Ni-Mn triple cation coating is often cubic and lamellar. EDX studies also showed that with the increase in the concentration of nickel and manganese in the bath, the weight percentage of these elements in the phosphate coating increases. The X-ray diffraction pattern showed that the phases containing phosphate compounds were successfully formed to cover the substrate. The results of the roughness, salt spray and paint adhesion tests show that tri-cationic phosphate coating with fine crystals, high uniformity, low porosity and in the presence of nickel and manganese elements improves paint adhesion and prevents re-hydration of the coating. Therefore, paint separation does not occur in the scratched area, and the paint coating is free of blisters and rust.
Keywords: Phosphate Coating, Three Cations, Zinc, Nickel, Manganese, Corrosion Resistance, Paint Adhesion -
امروزه در دنیا به منظور دستیابی هم زمان به خواص چند آلیاژ متفاوت در کاربردهای مهم نظیر خودروسازی و دریایی، استفاده از روش روکش کاری سطح مرسوم است. پوشش دهی به روش جوشکاری (روکش کاری) یکی ازروش های پراستفاده در اصلاح سطح قطعات و ورق های فلزی در صنعت است. فولاد کم آلیاژ AH36 یک از فولادهای مورد استفاده در صنعت کشتی سازی به شمار می رود که به جهت چقرمگی و مقاومت به خوردگی خوب، شهرت فراوانی در بین سایر فولادهای مورد استفاده در این صنعت پیدا کرده است. در این تحقیق به منظور بهبود خواص خوردگی این فولاد، فرایند روکش کاری به روش جوشکاری قوسی تنگستن با گاز محافظ با استفاده از سیم جوش از جنس مس/نیکل انجام شد. سپس دو نمونه از قسمت های با و بدون روکش تحت عنوان فلزپایه و فلزجوش تهیه شده و مورد بررسی های ریزساختاری و خوردگی قرار گرفت. نتایج حاصل حاکی از افزایش اندازه دانه در منطقه متاثر از حرارت نمونه فلزجوش و به دنبال آن کاهش خواص مکانیکی بود. آزمون پلاریزاسیون سیکلی نشان داد که فلز پایه حساسیت بالاتری به خوردگی حفره ای نسبت به فلز جوش دارد. همچنین، فلزجوش تمایل بالاتری برای ترمیم مجدد حفرات از خود نشان داد. نتایج آزمون امپدانس الکتروشیمیایی الکتروشیمیایی نشان داد که نمونه فلزپایه و فلزجوش مدار معادل تک حلقه ای دارند. قطر حلقه نایکوییست بزرگتر فلزپایه نسبت به فلزجوش نشان دهنده رفتار بهتر خوردگی یکنواخت فلزپایه نسبت به فلزجوش بود.
کلید واژگان: فولاد کم آلیاژ، AH36، فولاد کشتی، نیکل، مسNowadays, in order to achieve the combined properties of multiple alloys for important applications such as automotive and marine industries, the use of cladding method is common. Cladding, which is a type of coating through welding, is one of the widely used methods for surface modification of metal parts and sheets in industry. AH36 low-alloy steel is a steel used in shipbuilding, known for its toughness and good corrosion resistance, making it a significant condidcate among other steels used in this industry. In this research, to enhance the corrosion properties of AH36 steel, the cladding process was performed using Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) with copper/nickel filler wire. Two samples, one from the coated (weld metal) and one from the uncoated (base metal) sections, were prepared and subjected to microstructural and corrosion investigations. The results indicated an increase in grain size in the heat-affected zone of the weld metal sample, leading to a reduction in mechanical properties. The cyclic polarization test showed that the base metal had higher susceptibility to pitting corrosion compared to the weld metal. Additionally, the weld metal exhibited a higher tendency for repassivation or repairing of the pits. The results of the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) test indicated that both the base metal and weld metal samples had a single-loop equivalent circuit. The larger diameter of the Nyquist semicircle for the base metal compared to the weld metal suggests better uniform corrosion behavior of the base metal relative to the weld metal.
Keywords: Low-Alloy Steel, AH36, Shipbuilding Steel, Nickel, Copper -
پوشش های فسفاته از جمله پوشش های حفاظتی هستند که جهت افزایش چسبندگی رنگ، افزایش مقاومت به خوردگی و به همراه روغن جهت ایجاد مقاومت به سایش و تسهیل در شکل پذیری قطعات به کار می روند. امروزه در صنایع مختلف با بکار بردن پوشش های فسفاته چند کاتیونی سعی می شود تا خواص حاصل بهبود یابد. در این تحقیق غلظت سازنده های حمام فسفاته(ترکیبات حاوی اسید و ترکیبات حاوی نیترات و نیتریت)، اثر دما و زمان غوطه وری و اثر pH بر خواص پوششی و ریزساختاری ترکیبات سه جزیی روی -نیکل -منگنز بررسی شد. پوشش های ایجاد شده با اندازه گیری تاثیر ماده فعال سازی سطح در حمام فعال سازی، نسبت اسیدیته کل به آزاد محلول، بررسی وزن واحد سطح پوشش، ضخامت، دانیسته ظاهری، یکنواختی و ساختار میکروسکوپی پوشش، مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها نشان داد که حمام فعال سازی با ترکیب پایه فسفات تیتانیم با غلظت 1 g/lit، زمان 3دقیقه در دمای°C 40-35 بهینه شد. ترکیب بهینه حمام فسفاته شامل 10 ml/lit اسید فسفریک، 2 ml/lit اسید نیتریک، 0/18 g/lit نیتریت سدیم، 0/8g/lit نیترات سدیم، 0/5 g/lit فلورید سدیم و 0/3 g/lit ماده فعال ساز است. شرایط عملیاتی بهینه حمام در دمای °C55، زمان 8 دقیقه و pH بین2/9 تا 3/1 حاصل شد. الگوی پراش اشعه X نشان داد که فازهای حاوی ترکیبات فسفاته جهت پوشش بر روی زیر لایه به طور موفق آمیزی تشکیل شده است .تصویر ریزساختاری همراه با الگوی EDS از پوشش نشان می دهد که عناصر روی - نیکل - منگنز اتصال کافی جهت استفاده بهینه در صنایع درگیر با محیط های خورنده خواهند داشت.
کلید واژگان: پوشش فسفاته، سه کاتیونی، روی، نیکل، منگنز، مقاومت خوردگی، چسبندگی رنگPhosphate coatings are among the protective coatings that are used to increase paint adhesion, increase corrosion resistance, and together with oil to create wear resistance and facilitate the plasticity of parts. Nowadays, various industries try to improve the resulting properties by using multi-cationic phosphate coatings. In this research, the concentration of phosphate bath builders (compounds containing acid and compounds containing nitrate and nitrite), the effect of temperature and immersion time, and the effect of pH on the coating and microstructural properties of ternary zinc-nickel-manganese compounds were investigated. The created coatings were evaluated by measuring the effect of the surface activation agent in the activation bath, the ratio of total acidity to free solution, checking the unit weight of the coating surface, thickness, apparent density, uniformity and microscopic structure of the coating. The findings showed that the activation bath with basic composition titanium phosphate was optimized with a concentration of 1 g/lit, a time of 3 minutes at a temperature of 35-40 °C. The optimal composition of the phosphate bath includes 10 ml/lit phosphoric acid, 2 ml/lit nitric acid, 0.18 g/lit sodium nitrite, 0.8 g/lit sodium nitrate, 0.5 g/lit sodium fluoride and 0.3 g/lit is the active ingredient. The optimal operating conditions of the bath were obtained at a temperature of 55 °C, a time of 8 minutes, and a pH between 2.9 and 1.3. The X-ray diffraction pattern showed that the phases containing phosphate compounds were successfully formed for the coating on the substrate. The microstructure image along with the EDS pattern of the coating shows that zinc-nickel-manganese elements are sufficient for optimal use in industries that will be involved with corrosive environments.
Keywords: Phosphate Coating, Three Cations, Zinc, Nickel, Manganese, Corrosion Resistance, Paint Adhesion -
مقدمه
در این تحقیق خواص پوشش های فسفاته روی (تک کاتیونی)، روی/ نیکل (دو کاتیونی) و روی/ نیکل/ منگنز (سه کاتیونی) مورد بررسی قرار گرفت.
روشمحلول فسفاته کاری پایه بر اساس تجربیات قبلی شامل اسید فسفریک، اسید نیتریک، شتاب دهنده ها و مواد اصلاح کننده برای ایجاد ساختار بهینه پوشش تهیه شد. غلظت ترکیبات و پارامترهای عملیاتی دما، زمان و pH محلول، در طول فرایند ثابت شد. مقادیر کاتیون های روی- نیکل- منگنز توسط اکسید روی 5/1؛ نیترات نیکل 4 و کربنات منگنز 8/3 (گرم بر لیتر) به حمام افزوده شد. در محلول پوشش فسفاته روی (تک کاتیونی)، نیترات منگنز و نیترات نیکل از محلول جدول 1حذف شدند. محلول فسفاته کاری روی/ نیکل (دو کاتیونی) نیز با حذف کربنات منگنز از محلول حاصل شد. اندازه گیری ضخامت و وزن واحد سطح، تعیین مقدار اسید کل و آزاد، مطالعه مورفولوژی و ریزساختار پوشش؛ آزمون های مقاومت به خوردگی شامل مقاومت به حلالیت قلیایی، آزمایش پاشش نمک، انجام شد. همچنین بعد از رنگ آمیزی نمونه های فسفاته شده، آزمایش ضخامت لایه رنگ، آزمایش خراش و خمش، آزمایش ضربه و سختی لایه رنگ انجام پذیرفت.
یافته هامقایسه حمام های فسفاته کاری نشان داد که با ورود یون های نیکل و منگنز، وزن پوشش کاهش یافته است. پوشش فسفاته با غلظت کم روی دارای ساختار خوشه ای است، در حالی که بلور های پوشش فسفاته روی- نیکل، خوشه ای و ورقه ای بوده و پوشش فسفاته سه کاتیونی نیز مخلوطی از دو ساختار مکعبی و ورقه ای شکل دارد. اختلاف پستی و بلندی ها در پوشش فسفاته روی- نیکل- منگنز؛ کمترین مقدار Raو Rz را در مقایسه با پوشش فسفاته تک کاتیونی و دو کاتیونی دارد. همچنین پوشش سه کاتیونی، بالاترین مقاومت به خوردگی را دارد که علت آن یکنواختی بیشتر، تخلخل کمتر، ساختار بلوری ریز و بالا بودن درصد فازهای مقاوم به خوردگی در ترکیب پوشش است.
نتیجه گیریبررسی های رنگ پوشش مشخص می کند که بهترین چسبندگی لایه رنگ مربوط به پوشش سه کاتیونی است. با توجه به بررسی های انجام شده پوشش سه کاتیونی روی- نیکل- منگنز نتایج مناسب تری را نسبت به پوشش تک کاتیونی روی و دو کاتیونی روی- نیکل فراهم کرد.
کلید واژگان: پوشش فسفاته، سه کاتیونی، روی، نیکل، منگنز، مقاومت خوردگیIntroductionIn this research, the properties of zinc phosphate (single cation), zinc/nickel (double cation) and zinc/nickel/manganese (three cation) coatings were investigated.
MethodsThe basic phosphating solution was prepared based on previous experiences including phosphoric acid, nitric acid, accelerators and modifiers to create an optimal coating structure. The concentration of compounds and operational parameters of temperature, time and solution pH were fixed during the process. The amount of zinc-nickel-manganese cations by zinc oxide is 1.5; Nickel nitrate 4 and manganese carbonate 3.8 (g/liter) were added to the bath. In the zinc phosphate coating solution (monocation), manganese nitrate and nickel nitrate were removed from the solution in Table 1. Zinc/nickel phosphating solution (bi-cationic) was also obtained by removing manganese carbonate from the solution. Measuring the thickness and weight of the surface unit, determining the amount of total and free acid, studying the morphology and microstructure of the coating; Corrosion resistance tests including resistance to alkali solubility, salt spray test were performed. Also, after painting the phosphated samples, paint layer thickness test, scratch and bending test, impact test and paint layer hardness were performed.
FindingThe comparison of phosphating baths showed that the weight of the coating decreased with the introduction of nickel and manganese ions. The low zinc phosphate coating has a cluster structure, while the zinc-nickel phosphate coating crystals are clustered and sheet-like, and the tri-cationic phosphate coating has a mixture of cubic and sheet-shaped structures. The difference in height and height in zinc-nickel-manganese phosphate coating; It has the lowest Ra and Rz values compared to single-cationic and double-cationic phosphate coatings. Also, the optimal three-cation coating has the highest corrosion resistance, which is due to greater uniformity, less porosity, fine crystal structure, and a high percentage of corrosion-resistant phases in the coating composition.The coating color studies indicate that the best adhesion of the paint layer is related to the tri-cationic coating. According to the researches, the zinc-nickel-manganese three-cation coating provided better results than the zinc-nickel and zinc-nickel two-cation coatings.
Keywords: Phosphate Coating, Three Cations, Zinc, Nickel, Manganese, Corrosion Resistance, Paint Adhesion -
مقدمه
امروزه از سوپرآلیاژهای پایه نیکل به دلیل خواص مکانیکی بالا در قطعات داغ توربین های گاز و موتورهای هوایی استفاده می شود. این قطعات داغ حین سرویس و به دلیل نوسان های دمایی، تنش های ناشی از ارتعاش و دوران تحت مکانیزم های تخریبی نظیر خستگی دمای بالا، خستگی حرارتی و اکسیداسیون قرار می گیرند. لذا برای افزایش عمر این قطعات از روش های مختلفی استفاده می شود. استفاده از پوشش سد حرارتی فلزی و سرامیکی و نیز کاهش تعداد مرزهای دانه به کمک ریخته گری ریزساختار های انجماد جهت دار و تک بلور از جمله روش های متداول است.
روشدر این پژوهش اثر پوشش فلزی بر تشکیل ترک خستگی حرارتی در یک سوپرآلیاژ پایه نیکل با ریزساختار انجماد جهت دار بررسی شد. نمونه های دیسکی شکل از استوانه های ریخته شده سوپرآلیاژ با ریزساختار انجماد جهت دار تهیه شد. نیمی از نمونه ها بدون پوشش و نیم دیگر به صورت پوشش داده شده با پودر CoNiCrAlY و به روش HVOF، تحت آزمون های خستگی حرارتی با سیکل های حرارتی یک ساعته بین دو دمای °C 400 و °C800 به تعداد 24، 48، 96، 150 سیکل قرار گرفت. آزمون ها داخل کوره باکسی مجهز به کنترل کننده دقیق شیب حرارتی انجام شد. پس از خارج شدن نمونه ها از کوره مذکور، تغییرات وزن آنها نسبت به حالت اولیه با دقتg 4-10 اندازه گیری شد. از روش پراش پرتو ایکس برای شناسایی فازها و از میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی مجهز به حسگر EDS برای بررسی تاثیر پوشش و اجزای ساختاری بر تشکیل ترک های خستگی حرارتی استفاده شد.
یافته هاتغییرات وزن در نمونه های پوشش دار حدود 100 برابر کمتر از نمونه های بدون پوشش است. هنگام انجماد، با تشکیل ذرات کاربیدی در سوپر آلیاژ، گرادیان غلظتی عناصر آلیاژی، در فصل مشترک ذره کاربیدی و زمینه اتفاق می افتد. در نتیجه با اکسیداسیون ترجیحی عناصر آلیاژی نظیر کروم، نیکل و تیتانیوم در این فصل مشترک، فازهای سوزنی شکل اکسیدی ایجاد شدند. همزمان با نفوذ اکسیژن به سطح فاز γ’ اکسید شده و منطقه تهی از γ’ به وجود می آید. با تشکیل فازهای اکسیدی، حفرات اکسیدی و از به هم پیوستن این حفرات شیارهای ریز تشکیل می شود. گسترش ترک ها از بهم پیوستن شیارهای اکسیدی و از سطح نمونه اتفاق می افتد. در نمونه های پوشش دار با اکسید شدن آلومینیم در سطح پوشش، غلظت آلومینیم در پوشش کاهش یافته حفرات اکسیدی و ریز ترک درون پوشش ایجاد می شود. میزان فاز اکسیدی و اندازه متوسط آنها نسبت به نمونه بدون پوشش کاهش یافته است. کاهش همزمان غلظت نیکل و آلومینیم درون زیرلایه و در مجاورت فصل مشترک، باعث انحلال فاز γ' در فاز γ می شود و در نتیجه منطقه تهی از فاز γ' ایجاد می شود.
نتیجه گیریمشاهده شد که با اعمال پوشش، محل تشکیل ترک از سطح نمونه به فصل مشترک پوشش و زیرلایه منتقل می شود. در نمونه های بدون پوشش تشکیل ترک به دلیل اکسیداسیون ذرات کاربیدی، شکسته شدن آنها و تشکیل حفره های اکسیدی است. در حالی که در نمونه پوشش دار با انحلال فاز γ' استحکام فصل مشترک پوشش و زیرلایه کاهش یافته و ترک در امتداد فصل مشترک تشکیل می شود.
کلید واژگان: خستگی حرارتی، سوپر آلیاژ، پوشش، انجماد جهت دار، نیکلIntroductionNickle based superalloys are widely used in gas turbine components such as blades due to their excellent mechanical properties at high temperatures. These blades are subjected to extensive temperature fluctuations which induce thermal fatigue damage. In this research, thermal fatigue properties and behavior of directionally solidified Nickel based superalloy was investigated.
MethodsThermal fatigue specimens were coated with CoNiCrAlY powder using the HVOF method. Test temperature fluctuated between minimum of 400 and maximum of 800°C such that each cycle lasted for 1h. All the samples were weighted before and after the test with the precision of 10-4g. X-ray diffraction method was used to identify oxide phases. Scanning electron microscopy was also used to study microstructure of all the samples. Elemental analysis of the microstructure was carried out by energy dispersive spectroscopy.
FindingsIt was found out that oxidation was the main reason of crack formation while thermal fatigue testing. The weight change of the coated sample is 100 times less than the bare. The cracks in the bare alloy formed from the surface mainly at the interface of Carbide particles and the γ matrix, while crack formation at coating/substrate interface was found to be the preferential location in the coated samples.
Keywords: Thermal fatigue, superalloy, Coating, directionally solidified, Oxidation, Nickle, Titanium, Chromium, Oxide Voids -
سوپرآلیاژ U-500 یک سوپرآلیاژ پایه نیکل است که علاوه بر نیکل مقادیر قابل توجهی کبالت و کروم دارد. با توجه به ارزش اقتصادی و استراتژیک این فلزات، بازیابی آن ها از سوپرآلیاژهای مستعمل از اهمیت به سزایی برخوردار است. روش هیدرومتالورژی یک روش اقتصادی و موثر برای بازیابی فلزات با ارزش (نظیر نیکل، کبالت و کروم) از قراضه های سوپرآلیاژها محسوب می شود. بر این اساس، رفتار انحلال عناصر نیکل، کبالت و کروم موجود در قراضه سوپرآلیاژ U-500 به روش الکترولیچینگ، و تاثیر پارامترهای مختلف عملیات شامل غلظت اسید سولفوریک، ولتاژ، دما، هم زدن و فاصله الکترودها) بر انحلال عناصر مذکور بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش غلظت اسید سولفوریک در الکترولیت، ولتاژ اعمالی و دما، انحلال بهتری صورت می گیرد. همچنین کم شدن فاصله آند و کاتد سبب بهبود واکنش حل شدن می گردد ولی هم زدن الکترولیت تاثیر قابل توجهی در افزایش انحلال آندی سوپرآلیاژ ندارد. با مقایسه نتایج، شرایط بهینه الکترولیچینگ سوپرآلیاژ U-500 در الکترولیت اسید سولفوریک، غلظت اسید 125 گرم بر لیتر، ولتاژ اعمالی 4 ولت، سرعت همزدن 300 دور بر دقیقه و فاصله آند تا کاتد 3 سانتیمتر بدون کنترل دما تعیین شد. به طوریکه در این شرایط حدود 75% نیکل، 84% کبالت و 67% کروم موجود در سوپرآلیاژ در مدت 25 دقیقه به طور آندی حل شدند.
کلید واژگان: بازیافت، سوپرآلیاژ U-500، هیدرومتالورژی، انحلال آندی، نیکل، کبالت، کرومU-500 is a nickel-based superalloy which has significant amounts of some precious elements such as cobalt and chromium. Due to the economic and strategic value of these metals, their recovery from the used superalloys is of great importance. Hydrometallurgy is an economical and effective method for recovering these valuable metals from the superalloy scraps. So in this investigation, the dissolution behavior of nickel, cobalt and chromium elements from the used U-500 superalloy in the electro leaching process as well as the effect of different process parameters (such as: sulfuric acid concentration, applied voltage, process temperature, stirring and cathode-anode distance) on the dissolution of these elements are studied in details. The results show clearly that by increasing the concentration of sulfuric acid in the electrolyte, the applied voltage, and temperature, as well as decreasing the cathode-anode distance, the anodic dissolution of the superalloy U-500 is improved. Electrolyte stirring has no significant effect on increasing the anodic dissolution of the superalloy. The optimum conditions for the anodic dissolution of superalloy U-500 in sulfuric acid electrolyte was determined as acid concentration of 125 g/L, applied voltage of 4 V, stirring speed of 300 rpm, and cathode-anode distance of 3 cm without temperature control (starting with ambient temperature as the initial temperature(. Under these conditions, about 75% nickel, 84% cobalt and 67% chromium were durnig 25 minutes.
Keywords: recycling, U-500 superalloy, Hydrometallurgy, Anodic dissolution, Nickel, Cobalt, Chromium -
در این پژوهش، آلیاژ پایه آهن با ترکیب Fe65B15Si10Ti5Al5 به روش آلیاژسازی مکانیکی تهیه گردید و تاثیر میزان نیکل بر روی میکرو ساختار آن با 200 ساعت آسیاب کاری مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه از دستگاه های پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به آنالیز گر ترکیب شیمیایی بهره گرفته شد. افزودن نیکل در سیستم آلیاژی Fe65Ti5Al5B15Si10و افزایش درصد آن سبب کاهش شدت همه قله ها، پهن شدن آن ها و همچنین جابجای قله ها به سمت زوایای کمتر شد. این موضوع حاکی از کاهش اندازه بلورک های فاز آهن-آلفا و افزایش کرنش شبکه در اثر افزایش نیکل است. همچنین افزایش نیکل باعث کاهش اندازه ذرات در اثر آسیاب کاری در ساعت های یکسان آلیاژسازی شد.
کلید واژگان: نیکل، میکروساختار، آلیاژ پایه آهن، Fe65B15Si10Ti5Al5، آلیاژسازی مکانیکیJournal of Research in Surface Engineering and Nanomaterials Sciences, Volume:1 Issue: 1, 2022, PP 17 -25In this study, iron-based alloy with Fe65B15Si10Ti5Al5 was prepared by mechanical alloying method . The effect of nickel content on its microstructure with 200 hours of milling was investigated. In this study X-ray diffraction and scanning electron microscopy equipped with chemical composition analyzer. Addition of nickel in the Fe65Ti5Al5B15Si10 alloy system and its increase reduced the intensity of all peaks, their broading and also the shift of peaks to lower angles. This indicates a decrease in the size of iron-alpha phase crystals and an increase in lattice strain due to an increase in nicke elmentl. Also, an increase in nickel reduced the particle size due to milling at the same hours of alloying.
Keywords: Nickel, Microstructure, Iron-based alloy, Fe65B15Si10Ti5Al5, Mechanical alloying -
تولید نانو ذرات NiO-Ni به روش سنتز احتراقی در محلول با دو نوع سوخت مختلف اوره و گلایسین در نسبت های مختلف مولی سوخت به اکسید کننده سنتز شد. با کمک محاسبات ترمودینامیکی دمای آدیاباتیک برای نسبت های مختلف سوخت به اکسید کننده محاسبه شد. سپس محصول نهایی در هر نسبت سوخت به اکسید کننده، با پیش بینی حاصل از محاسبات ترمودینامیکی مورد مقایسه قرار گرفت. اثر دو نوع سوخت مختلف گلایسین و اوره و نیز استفاده هم زمان از هر دو نوع سوخت مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه های فیزیکی محصولات تولیدی به کمک آنالیز های XRD، PSA و FESEM ارزیابی شد. در نسبت های سوخت به اکسید کننده ی پایین، محصول نهایی اکسید نیکل در هر دو سوخت گلایسین و اوره بود. با افزایش این نسبت ذرات نیکل در کنار اکسید نیکل تشکیل شد. به طور کلی اندازه ذرات نمونه های سنتز شده با گلایسین کمتر از نمونه های سنتز شده با اوره است. با افزایش نسبت سوخت به اکسید کننده در هر دو نوع سوخت، اندازه ذرات به علت تغییر ترکیب شیمیایی و کاهش دمای آدیاباتیک افزایش می یابد. کم ترین اندازه ذره بدست آمده در نمونه ی سنتز شده با نسبت %75 گلایسین و %25 اوره بدست آمد که مقدار آن برابر 35 نانومتر می رسد. مورفولوژی اکسید نیکل و نیکل در نسبت های مختلف با یک دیگر مورد مقایسه قرار گرفت. ذرات اکسید نیکل به نسبت نیکل ریزتر و دارای تخلخل بیش تری هستند.
کلید واژگان: سنتز احتراقی در محلول، نیکل، اکسید نیکل، ترمودینامیک، اوره، گلایسینThe Ni-NiO powder was produced by solution combustion synthesis with two fuels of urea and glycine and different molar ratios of fuel to the oxidizer. The adiabatic temperatures were calculated for different molar ratios of fuel to the oxidizer. Then, the final products at any molar ratio of fuel to the oxidizer were characterized and compared to those were estimated according to the reactions' stoichiometry. The effect of different fuels, glycine and urea, and using mixed fuels were considered. Characterizations and analyses such as XRD, PSA, and FESEM were carried out to determine the compound and morphology of the products. At lower fuel to oxidizer ratio, the final product was NiO for both fuels (urea and glycine). However, with increasing the molar ratio of fuel to oxidizer, the Ni particles were synthesized adjacent to the NiO particles. Generally, the particle size of powders that were synthesized with glycine was smaller than those of urea. However, with increasing the molar ratio of fuel to oxidizer, the particle size of powders increased because of changing the composition to Ni and decreasing the adiabatic temperature. The smallest particle size was related to the sample synthesized by 75% glycine and 25% urea which was 35 nm. The morphology of Ni and NiO were compared at the different molar ratios of fuel to the oxidizer. The morphology of NiO is finer and contains more porosity.
Keywords: Solution Combustion Synthesis, Nickel, Nickel Oxide, Thermodynamics, Urea, glycine -
در تحقیق حاضر تاثیر افزودن نیکل بر قابلیت شیشه‌ای شدن آلیاژ کامپوزیتی FeMoPCB بررسی و مقدار بهینه آن تعیین شد. سپس پایداری حرارتی این آلیاژ در حضور مقادیر مختف نیکل با استفاده از آزمون‌های تجربی ‘گرماسنجی روبشی تفاضلی، الگوی پراش پرتو ایکس، مشاهدات نوری و میکروسکوپ الکترونی عبوری و روش‌های محاسباتی مانند معیارهای α، β، γ و... بررسی شد. نتایج آزمون XRD، TEM نشان داد که با افزودن 10 درصد اتمی نیکل قابلیت شیشه‌ای شدن آلیاژ فوق افزایش می‌یابد و در درصدهای دیگر نیکل فازهای بلوری مختلفی شناسایی شدند. حضور فازهای بلوری با استفاده از آزمون سختی سنجی نیز بررسی شد. در نهایت مشخص شد که بدون در نظر گرفتن نتایج تجربی، نتایج روش‌های محاسباتی از دقت لازم برخوردار نیست.
کلید واژگان: شیشه فلزات حجمی، فاز کریستال، قابلیت شیشه ای شدن، نیکلIn this work, the effect of Ni addition on the glass forming ability (GFA) of FeMoPCB composite alloy was investigated and the optimal amount of Ni to improve GFA was determined. So, the thermal stability of this alloy with the various percent of nickel was investigated by not only experimental methods including; differential scanning calorimetry, X-ray diffraction, optical microscope and transmission electron microscopy but also computational methods such as α، β، γ and etc. The results of XRD test, TEM showed that in the presence of 10 at.% nickel , the glass-forming ability of this alloy increased, while in the presence of lower or higher percent nickel, different crystalline phases were detected. The presence of crystalline phases was also investigated by microhardness test. Finally, it was found that the results of the computational methods regardless of the experimental results don’t have enough accurate .
Keywords: Bulk metallic Glasses (BMGs), Crystal phase, Glass forming ability, Nickel -
پوشش های کامپوزیتی از جمله پوشش هایی هستند که به لحاظ خواص مناسب نظیر مقاومت به سایش، مقاومت به اکسیداسیون و سختی مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق پوشش کامپوزیتی TiO2- Ni-Al2O3با استفاده از تکنیک رسوب دهی الکتریکی به روش جریان مستقیم بر روی زیر لایه AISI 316 پوشش داده شد. برای ایجاد رسوب بهینه، پارامتر های حمام آبکاری مورد بررسی قرار گرفتند. تاثیر مقدار ذرات TiO2/Al2O3 (30، 40، 50 و g/L60)، دانسیته جریان (3، 4، 5 و A/dm26) و pH (3، 5/3، 4 و 5/4) بر روی مقدار نشست و میکروساختار پوشش ایجاد شده بررسی شد. جهت مشاهده مورفولوژی از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و جهت تعیین ترکیب شیمیایی از انالیز EDX استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش TiO2/Al2O3 تا مقدار g/L50 نشست افزایش پیدا کرده و از ان به بعد کاهش می یابد. همچنین پیوستگی پوشش نیز تا غلظت g/L50 افزایش پیدا کرد و بعد از ان یکنواختی و پیوستگی رسوب الکتروشیمیایی کاهش پیدا کرد. بررسی تاثیر دانسیته جریان و pH نیز نشان داد که با فزایش مقدار دانسیته جریان و pH به ترتیب تا A/dm25 و 4 مقدار نشست افزایش پیدا کرده و از ان به بعد کاهش می یابد. همچنین پیوستگی پوشش با افزایش دانسیته جریان و pH تا مقادیر ذکر شده افزایش پیدا کرد.
کلید واژگان: رسوب دهی الکتریکی، میکرو ساختار، نیکل، Tio 2، AL2O3 -
در این تحقیق استخراج انتخابی مس از نیکل در حضور افزودنی هایی مانند اسید تارتاریک و استات سدیم با D2EHPA مطالعه شد. برای بررسی رفتار کربوکسیلات ها بر جدایش مس از نیکل پارامترهای pH، غلظت کربوکسیلات ها و زمان بررسی شد. طبق نتایج بدست آمده. ، با افزودن 04/0 گرم بر لیتر استات سدیم و 03/0 گرم بر لیتر اسید تارتاریک در زمان 10 دقیقه و در 12/5 pH=، 90% مس و 20% نیکل استخراج می شود. فاکتور جدایش در این حالت به بیشترین مقدار یعنی 75/25 رسید. بنابراین، اختلاط اسید تارتاریک و استات سدیم، موجب استخراج انتخابی مس گردید.
کلید واژگان: استخراج حلالی، کربوکیسیلات، جدایش، مس، نیکلIn this study, solvent extraction of copper from nickel in the presence of tartaric acid and sodium acetate with D2EHPA was studied. To investigate the behavior of carboxylates, parameters such as pH, carboxylate concentration and time were varied. According to the results, with the addition of 0.04 and 0.03 g/L of tartaric acid, and sodium acetate, pH of 5.12, and time of 10 min, 90% and 20% copper and nickel were extracted, respectively. At this condition, the separation factor reached a maximum value of 25.75. Therefore, the mixture of tartaric acid and sodium acetate resulted in the selective extraction of copper.
Keywords: Solvent extraction, Carboxylates, Separation, Nickel, Copper -
آلیاژهای آلومینیم-سیلیسیم به گسترده گی در اجزای خودرویی، به ویژه آلیاژهای دارای ترکیب یوتکتیک، برای ساخت سرسیلندرها، پیستون ها و یا بالابر سوپاپ به کار می روند. در این پژوهش اثر نیکل بر تغییرات ریزساختاری و استحکام کششی آلیاژهای Al-12Si-1Mg-1Cu-xNi بررسی شده است. ارزیابی های ریزساختاری به کمک میکروسکوپ های نوری و الکترون روبشی مجهز به آنالیزگر EDS انجام شد. آزمایش کشش برای آلیاژهای بهسازی شده و بهسازی نشده اجرا شد. نتیجه های به دست آمده نشان داد که نیکل می تواند به شیوه ی اثرگذاری ذره های سیلیسیم یوتکتیک را ریزتز کند. وابسته به ترکیب شیمیایی نمونه های آلیاژی، فازهای گوناگونی همچون Τ-Al9FeNi، δ-Al3CuNi، γ-Al7Cu4Ni و ε-Al3Ni، Q-Al5Cu2Mg8Si6، α-Al15(MnFe)3Si2در ناحیه های بین دندریتی شناسایی شد. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نیکل، برخی ترکیب های بین فلزی نیکل دار Al3Ni، به فازهای Al3CuNi یا Al7Cu4Ni تغییر می یابند و ریختار یا مورفولوژی آن ها از نوارهای کوتاه و بلند، به خط چینی تغییر می یابند. نتیجه های دیگر نیز نمایان گر آن ا ست که عملکرد مکانیکی آلیاژها در پیوند ویژگی های ریزساختاری ا ست؛ به گونه ای که استحکام تنشی نهایی در دمای اتاق از 157 مگاپاسکال به 220 مگاپاسکال افزایش یافت.
کلید واژگان: نیکل، عملیات T6، ساختار دندریتی، استحکام تنشیAl–Si alloys are widely used in automotive components, especially with eutectic composition, for cylinder heads, pistons and valve lifters. In the current study, the effect of different concentration of nickel has been investigated on microstructural evolution and tensile strength properties of Al-12%Si-1%Mg-1%Cu-X%Ni alloys. The microstructural assessment of alloys was carried out by an optical (OM) and scanning electron microscope (SEM) equipped with energy dispersive spectrometer (EDS) analysis. The tensile testing method was performed for both modified and unmodified specimens. The obtained result indicated that the Ni can effectively refine eutectic silicon particles. Depending on the chemical composition of the alloy specimens, different containing phases such as Τ-Al9FeNi, δ-Al3CuNi, γ-Al7Cu4Ni, Q-Al5Cu2Mg8Si6, α-Al15(MnFe)3Si2 and ε-Al3Ni intermetallic in interdendritic regions have been detected. Furthermore, with the increasing of nickel concentration, Ni-containing intermetallics translate from Al3Ni to Al7Cu4Ni or Al3CuNi and their morphologies change from short and long strip-like to chines-script or reticular-shape. Moreover, the results showed that the mechanical performance has been related to the microstructural features. The ultimate tensile strength (UTS) at room temperature increases from 157 MPa to 220 MPa and then decrease to 195 MPa.
Keywords: nickel, T6-treatment, Dendritic structure, tensile strength -
هدف از این پژوهش تولید نانو پودر کامپوزیت نیکل-کاربید وانادیم که به عنوان یک هارد متال شناخته می شود از مواد اولیه اکسیدی و عامل احیایی منیزیم به روش مکانوشیمیایی می باشد. با توجه به دمای آدیاباتیک واکنش (T=3964 K)، این واکنش از نوع سنتز خود پیشرونده یا MSR می باشد. مواد اولیه طبق واکنش استوکیومتری با نسبت (1:1:6:2) به ترتیب برای اکسید نیکل، اکسید وانادیم، منیزیم و گرافیت مخلوط شدند. آسیا کاری نمونه ها در یک آسیا سیاره ای پر انرژی با نسبت وزنی پودر به گلوله 1:20 تحت آتمسفر گاز آرگون انجام شد. پس از 40 دقیقه آسیا کاری احتراق در محفظه آسیا اتفاق افتاد. با توجه به نتایج پراش پرتو ایکس پس از احتراق محصولات مورد نظر یعنی نیکل، کاربید وانادیم و اکسید منیزیم که یک محصول جانبی واکنش می باشد به طور کامل تولید شده است. جهت حذف فاز اکسید منیزیم از HCl با غلظت 9% استفاده گردید. اندازه بلورک و کرنش از روش ویلیامسون- هال محاسبه و به ترتیب برای نیکل و کاربید وانادیم اندازه بلورک و کرنش شبکه 40 نانو متر، 0.00595 و 54 نانو متر، 0.00615 به دست آمد.کلید واژگان: نانو کامپوزیت، نیکل، کاربید وانادیم، مکانوشیمیایی، سنتز خود پیشروندهThis research aims to produce Ni-Vanadium Carbide composite nano powder, known as a hard metal, from oxide raw materials and magnesium as a reductant, using mechano-chemical method. With regard to the adiabatic temperature (T=3964 K), this reaction is a mechanically induced Self-sustaining (MSR) type. Raw materials were mixed according to stoichiometry reaction with a ratio of (1:1:6:2) for Nickel oxide, Vanadium oxide, Magnesium and graphite respectively. Milling was carried out in a planetary ball mill with a powder to ball ratio of 1:20 under argon gas atmosphere. After 40min of milling, combustion occurred out in the mill chamber. With regard to the results of X-ray difraction after the combustion, the intended products; that are, Nickel, Vanadium Carbide and Magnesium Oxide which is by-product of the reaction, were completely produced. HCl with a concentration of 9% was used to remove the magnesium oxide phase. The crystallite size and lattice strain were calculated using Williamson-Hall method, and the crystallite size and lattice strain of Ni and Vanadium Carbide were obtained 40nm, 0.00595, 54nm, 0.00615, respectively.Keywords: Nano composite, nickel, vanadium carbide, mechanochemical, mechanically induced self-sustaining
-
در این تحقیق، پوشش دهی پارچه های پلی استر دو بعدی و سه بعدی با پوشش نیکل به روش الکترولس به منظور تولید پوشش های جاذب امواج راداری باند ایکس انجام گرفت. مورفولوژی، ضخامت پوشش، ترکیب شیمیایی پوشش، رسانایی و رفتار جذب امواج راداری آنها ارزیابی شد. با انجام پوشش دهی، رسانایی پارچه های دو بعدی و سه بعدی به ترتیب به 023/0 و 0043/0 سانتی متر مربع بر اهم افزایش یافت. بررسی مورفولوژی پوشش توسط میکروسکوپی الکترونی روبشی نشان داد که ذرات نیکل روی سطح الیاف دارای ساختارهای گنبدی شکل هستند. بررسی ریزساختاری پوشش های پلی استری ساخته شده توسط توزیع انرژی طیفی اشعه ایکس نشان داد که مقدار نیکل بارگذاری شده 56/64% می باشد. مطالعه جذب امواج راداری پارچه های دو بعدی و سه بعدی نشان داد هر دو آنها توانایی جذب بیش از 45/96 درصد امواج راداری باند ایکس (12-8 گیگاهرتز) را دارند. ارزیابی ثبات های شستشویی، سایشی و نوری پوشش های تهیه شده نشان داد که روش پوشش دهی الکترولس توانسته نیکل را به خوبی بر روی الیاف تثبیت کند به گونه ای که پارچه های رسانای تولید شده مقاومت بالایی در برابر این عوامل محیطی از خود نشان می-دهند.کلید واژگان: لایه نشانی الکترولس، الیاف رسانا، نیکل، پرده سالیسبوری، رادارIn this study, two- and three-dimensional polyester fabrics were coated with nickel via electroless plating method in order to produce X-band radar absorbing coatings. Morphology, thickness, coating composition, conductivity and radar absorption behavior of them were evaluated. After coating, the conduction of two- and three-dimensional fabrics was increased to 0.023 and 0.0043 cm2/?, respectively. Checking the morphology of the coatings by scanning electron microscopy showed that the nickel particles on the surface of fibers have the dome-shaped structures. Microstructure investigation of fabricated polyester coatings by X-ray spectral energy distribution showed that the amount of loaded nickel is 64.56%. The study of the radar absorption behavior of two- and three-dimensional coatings showed that the both of them can absorb more than 96.45% X-band radar waves (8-12 GHz). The investigation of the washing, rubbing and light fastness of fabricated coatings showed that electroless plating method can fix nickel on the surface of fibers well so that these coatings show high stability against these environmental factors.Keywords: Electroless plating, Conductive Fibers, Nickel, Salisbury screen, Radar
-
تحولات ریزساختاری و ترکیبی سیستم نیکل- مس بر حسب سرعت آسیاکاری حین فرآیند پوشش دهی مکانیکی سطح (SMC)در دهه اخیر، عملیات پوشش دهی سطوح با استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی که در این مقاله «پوشش دهی مکانیکی سطح (Surface Mechanical Coating (SMC))» معرفی شده است، به عنوان روشی نوین و بنیادی مورد توجه برخی از محققین قرار گرفته است. در تحقیق پیش رو، بررسی تاثیر پارامتر سرعت آسیاکاری بر فرآیند پوشش دهی مکانیکی سطح (SMC) در بازه 200 تا 500 دور بر دقیقه برای دو مدت زمان 20 و 60 ساعت آسیاکاری مدنظر واقع شده است. از آنجایی که افزایش سرعت آسیاکاری منجر به افزایش انرژی وارده به پودر و همچنین افزایش دمای محفظه می گردد، لذا تغییرات ریزساختاری و ترکیبی در پودر و پوشش اجتناب ناپذیر است. بدین منظور جهت بررسی های ساختاری و ترکیبی از آنالیز پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکرو آنالیزر پروب الکترونی استفاده گردید. لازم به ذکر است که، به منظور انجام عملیات پوشش دهی، از پودر مس به همراه گلوله نیکل استفاده گردید و بررسی ها از چهار منظر مختلف مورد توجه قرار گرفت؛ سطح خارجی پودر و گلوله و سطح مقطع برشی پودر و گلوله. نتایج نشان داد که تکمیل تشکیل محلول جامد Cu-Ni برای نمونه های با مدت زمان 20 ساعت آسیاکاری، در سرعت 400 دور بر دقیقه و برای نمونه های با مدت زمان 60 ساعت آسیاکاری، در سرعت 300 دور بر دقیقه حاصل گردیده است. همچنین مشخص گردید که در نمونه با 60 ساعت آسیاکاری در سرعت 400 دور بر دقیقه ضخیم ترین پوشش (حدود 220 میکرومتر) حاصل گردیده است. ضمنا مکانیزم تشکیل پوشش حین فرآیند SMC با توجه به بررسی های میکروسکوپی استخراج گردید.کلید واژگان: پوشش دهی مکانیکی سطح، سرعت آلیاژسازی مکانیکی، محلول جامد مس، نیکل، گلوله نیکلی، نفوذ مکانیکیRecently, surface coating process by mechanical alloying method was considered as a new and fundamental method. The method in this paper was introduced as "surface mechanical coating (SMC)". In this research, effect of speed milling parameters on mechanical surface coating process in the range of 200 to 500 rpm for both 20 and 60 hour milling time was considered. Since the milling speed leads to increased energy and higher chamber temperature, then microstructural and compositional changes in the powder and coating are inevitable. X-ray diffraction, electron probe micro analyzer and scanning electron microscope were used to study the structure and composition properties. It should be mentioned that in this research copper powder and nickel ball were used as initial materials. The results showed that the completed formation of Cu-Ni solid solution was acquired after 20 hours of milling at 400 rpm and 60 hours of milling at 300 rpm. It was found that the thickest coating layer of about 220 µm was obtained after 60 hours of milling at 400 rpm. The solid solution formation mechanism during SMC process was extracted according to microscopic examination.Keywords: Surface Mechanical Coating (SMC), Speed of Mechanical Alloying, Cu-Ni Solid Solution, Ni Ball, Mechanical Diffusion
-
در این تحقیق، مواد کامپوزیتی با ترکیب هیدرید منیزیم- 10 درصد وزنی (50 سریم-50 نیکل) (کامپوزیت C5N5) و هیدرید منیزیم- 10 درصد وزنی (25 سریم-75 نیکل) (کامپوزیت C2N7) با آسیاب کاری پودر هیدرید منیزیم و آلیاژ سریم - نیکل که به روش ذوب مجدد قوسی تحت خلاء تولید شده است، تهیه گردید. اثر افزودنی بر ساختار هیدرید منیزیم شامل اندازه دانه، کرنش شبکه، اندازه ذره و هم چنین خواص واجذب هیدروژن کامپوزیت های حاصل ارزیابی گردید و با هیدرید منیزیم خالص آسیاب کاری مقایسه شد. نشان داده شد که افزودن آلیاژهای سریم- نیکل به هیدرید منیزیم منجر به کاهش اندازه ذره از 3/1 به 6/0 میکرومتر در کامپوزیت C5N5 و به 75/0 میکرومتر در کامپوزیت C2N7 می گردد. به عنوان یک نتیجه، دمای واجذب هیدرید منیزیم فعال شده مکانیکی برای 5 ساعت، از 340 به 280 درجه سانتی گراد برای کامپوزیت C5N5 و به 268 درجه سانتی گراد برای کامپوزیت C2N7 کاهش یافته است. بهبود بیشتر در دمای واجذب کامپوزیت C2N7 می تواند مربوط به مقدار نیکل بالاتر باشد که با نتایج آنتالپی محاسبه شده مطابقت دارد.کلید واژگان: هیدرید منیزیم، آلیاژ سریم، نیکل، دمای واجذب هیدروژن، آلیاژسازی مکانیکیAbstract In this study, the composite materials with composition of MgH2-10 wt% (50Ce50Ni) (composite C5N5) and MgH2-10 wt% (25Ce75Ni) (composite C2N7) have been prepared by co-milling of MgH2 powder with Ce-Ni alloy produced by vacuum arc remelting. The effect of additive on MgH2 structure, i.e. crystallite size, lattice strain and particle size, and also hydrogen desorption properties of obtained composites were evaluated and compared with pure milled MgH2. It has been shown that the addition of Ce-Ni alloys to magnesium hydride leading to a reduction in the particle size from 1.3 m to 0.6 m for composite C5N5 and to 0.75 m to composite C2N7. As a consequence, the desorption temperature of mechanically activated MgH2 for 5 h has decreased from 340?C to 280?C for composite C5N5 and to 268?C for composite C2N7. Further improvement in the hydrogen desorption of composite C2N7 can be related to higher Ni value, which corresponded with calculated enthalpy results.Keywords: MgH2, Ce-Ni alloy, Hydrogen desorption temperature, Mechanical alloying
-
پوشش الکترولس نیکل – بور معمولا به دلیل مقاومت به سایش و خوردگی خوبی که دارد مورد توجه است. الکترولس نیکل – بور از طریق احیا شیمیایی کنترل شده یون نیکل روی سطح کاتالیتیک ایجاد می گردد و تا وقتی که سطح با محلول در تماس است واکنش ادامه می یابد. در این پژوهش پوشش نانو کامپوزیتیNi-B-ZrO2 با افزودن 4 گرم بر لیتر نانو ذرات ZrO2 در محلول الکترولس نیکل – بور بر روی نمونه هایی از جنس فولاد CK45 ایجاد گردید ؛ سپس نمونه ها ی پوشش داده شده تحت عملیات حرارتی به مدت یک ساعت در دمای 400 قرار گرفتند. مورفولوژی و ترکیب شیمیایی پوشش با استفاده از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به EDX مورد بررسی قرار گرفت. رفتار خوردگی الکتروشیمیایی پوشش ها در محلول 3.5 درصد وزنی NaCl نشان داد که با اضافه کردن نانو ذرات ZrO2 مقاومت به خوردگی پوشش ها بهبود می یابد. طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که پوشش ها پس از عملیات حرارتی اثر حفاظتی نداشته و زیرلایه به شدت در معرض خوردگی قرار می گیرد. رفتار سایشی پوشش ها بوسیله آزمون پین بر روی دیسک در دمای محیط و سختی آنها بوسیله دستگاه ریزسختی سنجی ویکرز اندازه گیری شد. نتایج نشان داد اضافه کردن نانو ذرات زیرکونیا باعث افزایش سختی و مقاومت به سایش پوشش می گردد. پوشش نمونه های کامپوزیتی نیکل – بور – زیرکونیا بدون عملیات حرارتی بهترین نتیجه همزمان برای سه پارامتر سختی بالا، مقاومت به سایش خوب و مقاومت به خوردگی عالی را داشت.کلید واژگان: نانو کامپوزیت، ZrO2، الکترولس، نیکل، بور، پوششElectroless nickel boron coatings usually due to wear and corrosion resistance that is well regarded. Electroless nickel boron through the chemical reduction of nickel ions on the surface of the catalytic caused and controlled until the solution is in contact with the reaction continues. In this study, Ni-B-ZrO2 nano composite coating was made by adding 4 g⁄l of ZrO2 nano particles to nickel boron electroless solution on samples of CK45 steel; Then the coated samples heat treated for one hour at 400℃. The morphology and chemical compound was examined using SEM equipped by EDX. Electrochemical corrosion behavior of coatings in 3.5 showed by adding ZrO2nano particles the corrosion resistant of coatings improves. Electrochemical impedance spectroscopy showed that the coating after the heat treatment hadnt a protective effect And substrate are vulnerable to corrosion. Abrasion behavior by pin on disk test was measured at ambient temperature and Vickers hardness was measured by a micro hardness testing machine devices. The results showed that adding zirconia nanoparticles to the amount of 4g⁄l increased hardness and wear resistance of the coating. Coating composite samples of nickel - boron zirconia without heat treatment the best results for the three parameters simultaneously high hardness, abrasion resistance and excellent corrosion resistance was good.Keywords: nanocomposite_ZrO2_electroless_Nickel - Boron_coating
-
در پژوهش کنونی، نانو اکسید دوتایی منگنز - نیکل به روش پتانسیودینامیک در دمای اتاق بر روی فولاد زنگ نزن رسوب داده شد و اثر فرایند آنیل (در دمای 200 درجه سانتی گراد، به مدت 6 ساعت) بر ریز ساختار و عمل کرد الکتروشیمیایی شبه خازن تولیدی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان از اثر قابل توجه فرایند آنیل در افزایش ظرفیت خازنی و هم چنین کاهش مقاومت انتقال بار الکترود داشت. تصاویر FESEM، وجود نانو ورقه های پیوسته و تصادفی را در میکروساختار فیلم اکسیدی نشان داد. به علاوه، در فیلم اکسیدی لایه نشانی شده با میزان حدود 10 درصد اتمی نیکل در ترکیب آن، پس از فرایند آنیل، ساختار بلوری جزیی شامل فاز birnessite شش وجهی نامنظم شکل گرفت. براساس منحنی های شارژ - دشارژ در جریان ثابت، بالاترین ظرفیت خازنی ( F g-1384) و انرژی ویژه (53 وات ساعت بر کیلوگرم) در جریان ویژه دشارژ 1/0 آمپر بر گرم برای الکترود اکسیدی آنیل شده به دست آمد. در نهایت، نتایج آزمون عمر سیکلی در جریان ویژه 10 آمپر بر گرم، حاکی از پایداری سیکلی عالی و افزایش حدود 23 درصدی ظرفیت خازنی ویژه شبه خازن تولیدی پس از اعمال 5000 سیکل شارژ - دشارژ در الکترولیت یک مولار سولفات سدیم بود.کلید واژگان: نانو اکسید دوتایی منگنز، نیکل، شبه خازن، پتانسیودینامیک، فرایند آنیل، نانو ورقه، عمر سیکلیIn the present investigation, Mn-Ni binary nano-oxide was deposited by potentiodynamic method on stainless steel at room temperature and the effect of annealing process (at 200 oC for 6 h) on microstructure and electrochemical performance of the synthesized pseudocapacitor was studied. The results showed the significant effect of annealing process on increasing the capacitance and decreasing the charge transfer resistance of the electrode. Field Emission Scanning Electron Miscroscopy (FESEM) images depicted interconnected and random nano-flakes in the oxide film microstructure. Moreover, a partially crystallized structure consisting disorder hexagonal birnessite type phase was formed upon annealing in the deposited oxide film with about 10 %at Ni in composition. Based on the galvanostatic charge-discharge plots, the highest specific capacitance (384 F g-1) and specific energy (53 Wh kg-1) were found at specific current of 0.1 A g-1 for the annealed oxide electrode. Finally, cycle life test results at specific current of 10 A g-1 showed an excellent cyclability and an increase of about 23% in specific capacitance of synthesized pseudocapacitor after 5000 charge-discharge cycles in 1 M Na2SO4.Keywords: Mn, Ni binary nano, oxide, Pseudocapcitor, Potentiodynamic, Annealing process, Nano, flake, Cycle life
-
در این تحقیق، پوشش الکتروفسفاته دوکاتیونی روی نیکل بر روی زیرلایه فولاد گالوانیزه اعمال شد. مورفولوژی، مقاومت به خوردگی و تخلخل پوشش به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمایش پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و روش الکتروشیمیایی مشخصه یابی گردید و پوشش فسفاته دوکاتیونی روی نیکل در زمان های مختلف با استفاده از روش الکتروشیمیایی کاتدی بر روی زیرلایه فولاد گالوانیزه اعمال گردید. از زمان های30،20،10 و 40 دقیقه جهت پوشش دهی استفاده شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که با استفاده از روش الکتروشیمیایی کاتدی و در دمای پایین می توان به پوششی با مقاومت به خوردگی خوب و مورفولوژی مناسب دست یافت. هم چنین نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی نشان داد در زمان 10 دقیقه فقط جزایر کوچکی از کریستال های پوشش فسفاته تشکیل می شوند که این امر موجب افزایش تخلخل و کاهش مقاومت به خوردگی می گردد. هم چنین در زمان 40 دقیقه، رشد بیش از حد کریستال های پوشش فسفاته موجب افزایش تخلخل می شود که این امر موجب افزایش چگالی جریان خوردگی از 68/0 در 20 دقیقه به 54/2 میکروآمپر برسانتی متر مربع در 40 دقیقه می شود. علاوه بر این مکانیزم ایجاد پوشش الکتروفسفاته دوکاتیونی روی نیکل نیز در این مقاله با استفاده از روش های الکتروشیمیایی و میکروسکوپی بررسی گردید.
کلید واژگان: الکتروفسفاته کاری، فسفاته کاری دوکاتیونی روی، نیکل، مقاومت به خوردگی، فولاد گالوانیزه -
نیاز روزافزون به مواد مغناطیسی در صنعت منجر به تولید کامپوزیت آلیاژهای مغناطیسی آهن-نیکل با ذرات سرامیکی شده است. در این تحقیق کامپوزیت نانوساختار FeNi-WC به روش رسوب دهی الکتریکی پالسی تولید شد. همچنین اثر عواملی چون pH و چگالی جریان و مقدار تقویت کننده بر ترکیب شیمیایی و مورفولوژی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای بررسی مورفولوژی از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، و تعیین عناصر موجود و محاسبه درصد وزنی آن ها از آنالیز پراش سنجی انرژی (EDS) و بررسی ساختار نمونه از پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده گردید. نتایج نشان داد با افزایش pH، به مقدار کمی نیکل افزایش و آهن کاهش یافت و منجر به تغییر مورفولوژی از کروی به ستاره ای گردید. به دلیل اهمیت صرفه جویی در انرژی اثر این متغیرها بر پارامترهای راندمانی چون بازده جریان و انرژی مصرفی ویژه نیز مطالعه شد. مشاهده شد که با افزایش pH، بازده جریان افزایش و انرژی مصرفی ویژه کاهش یافت. افزایش چگالی جریان نیز بازده جریان را کاهش و انرژی مصرفی ویژه را افزایش داد. به طور کلی در چگالی جریان های بیشتر (mA/cm2 100) و مقدار تقویت کننده کمتر (g/L 5) مورفولوژی یکنواخت تری مشاهده شد.کلید واژگان: کامپوزیت، رسوب الکتریکی پالسی، آهن، نیکل، بازده جریانThe increasing demand for magnetic materials in the industry has led to the production of Fe-Ni composite magnetic alloys with ceramic particles. In this research, FeNi-WC nanostructure composite was produced using pulse electrodeposition. The effects of pH, current density and the amount of reinforcement on composition and morphology of products were examined, because morphology and chemical composition and structure of samples were studied by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction analysis (XRD). The result showed an increasing pH, increased slightly nickel and decreased iron, and spherical morphology led to change star one. Due to importance of energy saving, effects of variables on the efficiency parameters such as the current efficiency and specific energy consumption were studied. By increasing pH, current efficiency was increased and specific energy consumption was reduced. When the current density increased, current efficiency was reduced and specific energy consumption was increased. In general, more current density (100 mA/cm2) and lower reinforcement (5 g/L) was observed more uniform morphology.Keywords: Composite, Pulse Electrodeposition, Iron, Nickel, Current Density
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.